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低電圧電源から電力を供給される電子安定器。 KR1211EU1 マイクロ回路に基づく電子バラストで、車両のオンボード ネットワーク (11 ～ 15 V) から電力を供給します。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
上の電子バラストの実用的な実装のためのオプションのXNUMXつ KR1211EU1 車両の車載ネットワーク（11〜15 V）から電力を供給されるデバイスであり、その回路図を図に示します。 3.67。 このデバイスは、家でも屋外でも役立ちます。 技術特性:
電源とランプに接続するための端子台が基板上にあります。 コンバータのプリント基板は、全体寸法が 72x50x28 mm のハウジングに設置できます。 仕事の説明。 電子安定器は、専用の発電機 KR1211EU1 (DA1) をベースにしたプッシュプル電圧コンバーターの回路に従って作られています。 発電機は、保護ギャップを備えた 1 つの逆位相パルスを生成し、電源トランス T1 の巻線を切り替える XNUMX 対の強力なスイッチ (VTXNUMX) を制御します。 電界効果トランジスタ IRF7103 のアセンブリが電源スイッチとして使用されます。 生成周波数は可変抵抗器 R3 によって 20 ～ 30 kHz の範囲で調整されます。 LED HL1 はデバイスへの電源供給を示します。 この回路には過電圧保護と出力段電流保護が備わっています。 電源電圧は接点 X5 (+)、X6 (-) に接続されます。
ランプは接点XI、X2およびX4、XXNUMXに接続されています。 巻取りユニット。 インダクタンス 1 mH のインダクタ L3,3 は、M2000NM フェライトで作られた W 型磁気コア上に作成されています。 コアの標準サイズは W5x5、ギャップδ = 0,4 mm です。 ワイヤーの直径は0,2 mmで、巻線は230〜240回巻かれています。 T1 パルストランスは、22NM フェライト製の B2000 装甲コアで作られています。 巻線 1-2 および 2-3 には、それぞれ直径 18 mm の PEL ワイヤが 0,5 回巻かれています。 巻線 4 ～ 5 には、直径 150 mm の PEL ワイヤが 160 ～ 0,2 回巻かれています。 構造的には、バラストは、寸法が 67x45 mm のフォイルグラスファイバーラミネートで作られたプリント基板上に作られています。 プリント基板を図に示します。 3.68。 KR1211EU1の代わりに、高電圧安定器の実装用に設計された特殊なマイクロ回路IR2153、IR2156、IR2520、UBA2021を使用することも十分に可能であることに注意してください。これらのマイクロ回路の最小電源電圧は約9-です。 10V。 KR1211EU1を使用した電子バラストの別の設計 図に示されています。 3.69。 光源には18～20Wの蛍光灯を使用します。 電源電圧 (8 V) は、DA3 統合スタビライザから DA2 コントローラに供給されます。 デバイスの電源を入れた直後、コンデンサ C4 が放電され、コントローラの IN 入力の電圧は低論理レベルに対応します。 このモードでは、チップのクロック ジェネレータの分周係数は、可能な XNUMX つの値のうち小さい方になります。 コンセプトワーク。図に示されている要素R7およびC3（発生器の周波数設定回路）の値により、周波数2kHzの逆位相パルスシーケンスがトランジスタVT3およびVT44のゲートに供給されます。出力トランス T1 の 300 次巻線の同じ周波数のパルス電圧の振幅は XNUMX V です。 変圧器 T1 の二次巻線の負荷は、共振周波数 2 kHz の直列発振回路 L10C11C32,2 です。 EL1 ランプの未点灯時のガス放電ギャップは無限大に近い抵抗値を持っており、装置の動作には影響しません。
コントローラーによって生成されるパルスの周波数は共振から遠く離れているため、ランプの電圧は 200 V を超えません。これは点火するには十分ではありませんが、フィラメントには 0,5 A の加熱電流が流れます。
1 ～ 2 秒後、コンデンサ C4 は抵抗 R5 を介して、IN 入力でのコントローラ DA3 の応答しきい値を超える電圧まで充電されます。 クロック ジェネレータの分周係数が増加し、コントローラの出力パルスの周波数が 34,2 kHz に減少し、発振回路の共振周波数に近づきます。 その結果、ランプEL1に印加される電圧の振幅は増加し始め、数周期の発振の後、ガス放電の発生に必要な500Vに達します。 点灯中のランプは SI コンデンサをバイパスするため、発振回路の品質係数が低下し、ランプの電極間の電圧振幅は 80 V で安定します。これは、ランプに流れる実効電流値が約 0,35 V の動作モードです。 XNUMXA。 バッテリの過放電を防ぐために、応答しきい値 1 V の DA10 低電圧検出器が備えられており、検出器のピン 1 とピン 2 の間の電圧がしきい値を下回ると、内部の npn トランジスタがオープンし、コレクタがオフになります。ピン 3 に接続され、エミッタはピン 2 に接続されます。その結果、オープン トランジスタ VT1 が点灯し、バッテリの許容範囲外の放電を知らせる LED HL1 が発生し、電圧 (約 3 V) が FC に供給されます。 DA5コントローラの入力を遮断し、パルスの発生を禁止します。 ランプ EL1 が消え、電子安定器によって消費される電流は数ミリアンペアに減少します。 電子安定器を電源 (バッテリー) から切り離した結果、不足電圧検出器が作動した場合、コンデンサ C1 と C6 が放電されるまで、HL9 LED がさらに数秒間点灯し続けます。 警告！ 電子安定器は、ランプ器具の接点が壊れたとき、フィラメントの XNUMX つが切れたとき、または電極が発光しなくなったときに発生する、アイドル時の緊急動作から保護する必要があります。 KR1211EU1 マイクロ回路のマニュアルには、そのような保護を実装するための推奨事項は含まれていません。 バリスタ RU1 と抵抗 R14 で構成される分圧器をランプと並列に接続することで、独自の技術ソリューションを適用できます。 故障または紛失したランプ EL1 の両端の電圧振幅がバリスタ RU1 の分類電圧を超える場合、その抵抗は比較的小さくなります。 ツェナー ダイオード VD4 は、分圧器 RU1R14 から来る正パルスを 6,8 V に制限し、抵抗 R6 とダイオード VD3 を介してコンデンサ C2 を充電します。 負のパルスは、同じツェナー ダイオードによって振幅が 1 V 未満に制限されており、デバイスの動作には関与しません。 R6C2 回路の時定数は、ランプの通常の加熱および点火中 (-2 秒) にコンデンサの電圧が FC 入力のコントローラ応答しきい値に達しないように選択されます。 動作モードでは、ランプの電圧はバリスタの分類電圧より低い 80 V を超えず、その抵抗は非常に高く、コンデンサ C2 は充電されません。 しかし、何らかの理由でランプが長時間点灯しなかったり、動作中に消えたりした場合、コンデンサ C2 の電圧が約 5 秒以内にしきい値レベルまで上昇し、コントローラの動作がブロックされます。 ダイオード VD1 と VD2 は、XNUMX つの保護ユニットの相互影響を排除します。 DA3 コントローラーの FV 入力には、ランプの放電電流に比例した電圧が供給されます。 これは、並列接続された抵抗R12、R13とダイオード整流器VD5の電流センサーを使用して取得されます。 図に示されている定格では、電流保護のしきい値は 0,7 A で、これは点灯中のランプの通常の電流 (0,35 A) の 0,5 倍であり、加熱モードのフィラメント電流 (XNUMX A) よりも大きくなります。 電流が定格値まで低下すると、コントローラは自動的に動作を再開します。 コンデンサ C7 はインパルス ノイズを抑制し、単一ランプの点滅中などの保護の誤報を防ぎます。 回路の設計者は、電子安定器によって発生する干渉レベルを低減するために通常行われる RC 回路による変圧器巻線の減衰を意図的に拒否しました。 自律的な電源供給とランプの金具によるデバイスのシールドにより、低出力の寄生電磁放射が効果的に抑制され、ほとんど感知されなくなります。 PCBと実装。 すべての電子安定器要素は片面プリント回路基板に取り付けられており、その図を図に示します。 3.70。 ダイオード VD3 と抵抗 R6 は基板に対して垂直に取り付けられ、それらの「上」端子は接続されています。 電界効果トランジスタには、冷却面が約 50 cm2 のフィン付きまたはピン ラジエーターが装備されています。 ラジエーターは、取り付けブッシュを使用してボードから 8 ～ 10 mm 持ち上げられます。 この場合、トランジスタ VT2 の放熱面は基板と平行に配置され、VT3 は基板に対して垂直になります。 これらのトランジスタはしきい値が同じものを選択することをお勧めします。 要素の交換。 KT3107B トランジスタは、任意の低電力シリコン PNP 構造に置き換えることができます。 バリスタ RU1 は国産 CH1-2 180 または輸入 TVR 10 181 です。 チョークについて。 インダクタンス 1 μH のインダクタ L100 は、故障したコンピュータ電源から取得されました。 ダンベル磁気回路に巻き付けられ、熱収縮チューブで圧着されます。 インダクタは、直径 0,5 ～ 0,7 mm の絶縁ワイヤを使用して適切なフェライト ロッドに少なくとも 40 μH のインダクタンス巻線を巻いて自分で作成することも、既製の DM-2 シリーズを使用することもできます。 インダクタ巻線 L2 (非磁性ギャップ 26 mm の 2000NM1 フェライト製磁気コア B1) は、160 回の PEV-2 0,43 ワイヤで構成されています。
変圧器。 T1 トランスの磁気コアは、2000NM1 フェライトで作られた装甲 BZO で、隙間なく組み立てられています。 巻線 I (各 12 ターンの 2 つのセクション) は半分に折り畳まれた PEV-0,74 160 ワイヤで巻かれ、2 ターンの PEV-0,35 XNUMX ワイヤからなる巻線 II からワニスを塗った布で確実に絶縁されています。 トランス T1 とインダクター L2 の巻線の 1 層ごとも、ニスを塗った布の層で絶縁されています。 変圧器 TXNUMX の巻線 I のセクションの XNUMX つの端は、他のセクションの始まり、つまり中間端子に接続されています。 トランスとインダクタ L2 は、磁気コアの中央の穴を通して M2,5 ネジを使用してプリント基板に取り付けられます。 バラストチェック。 電子安定器をチェックすると、コンデンサ C9 の発熱の増加が認められたため、最大動作温度 105 °C のものを選択することをお勧めします。 コンデンサ SY と SI は、図に示されている電圧用のフィルム コンデンサ、それぞれ K73-17 と K78-2 です。 残り（酸化物を除く）はセラミックまたはフィルムです。 KD522B ダイオードは、1N4148 または他の低電力シリコン製ダイオードに置き換えることができます。 KR1171SP10 不足電圧検出器は、より低いしきい値電圧を持つ別の検出器に置き換えることができます。 ただし、この場合の検出器入力は、抵抗分圧器を介してバッテリーに接続する必要があります。 代替品を選択する場合は、一部の検出器 (MC34064R など) ではピンの割り当てが異なることに注意してください。 国内の電圧安定器KR1157EN802は輸入品の78L08と同様です。 調整。 電子安定器の取り付けは、たとえば、基板にインダクタ L2 を実装せずに、電界効果トランジスタ VT3 および VT1 の電源回路を遮断することから始まります。 電子安定器の残りのコンポーネントへの供給電圧は、12 V の低電力 DC 電圧源から一時的に供給できます。 まず、必要な周波数を設定します (大まかにはコンデンサ C3 を選択し、正確には抵抗 R7 を選択します)。クロックジェネレータfT = 616 kHz、これは動作中の出力周波数に対応します 616/18 = 34,2（kHz）。 注意分周係数 (18) はデータシートに示されている係数の 1211 倍であると考えられます。 実際のところ、そこに示されているこの係数の表にされた値は、KR1EUXNUMXマイクロ回路の出力ドライバーにおける周波数のXNUMXでの除算を考慮していないということです。 マイクロ回路のクロックジェネレータの周波数設定回路の要素を計算するためにこれらの情報源が推奨している式には誤差（分子の小数点の後の余分なゼロ）があります。 正しい式は次のようになります Ft = 0,7 / R7 C3 インダクタ L1 を所定の位置に取り付けたら、ランプ EL1 付き電子安定器を電流計を介してバッテリ (容量 12 Ah の密閉鉛酸 7 V を使用できます) に接続し、消費電流を測定します。 彼は〜に違いない:
内部抵抗の低い電流計が必要です。 たとえば、M-890D マルチメータで電流を測定しようとした場合、ランプが XNUMX 回点滅した後、電子安定器がオフになりました。これは、点火時に消費電流が増加すると、測定装置の電圧が降下するためです。不足電圧検出器が作動しました。 協議会。 数オームの最大抵抗を持つ補助加減抵抗器を、保守可能な充電済みバッテリと直列に接続して、不足電圧保護が正しく動作することを確認することをお勧めします。 電子安定器は加減抵抗器の抵抗がゼロのときにオンになり、電圧計でデバイスの電源電圧を監視しながら、保護が作動するまで抵抗を徐々に増加させます。 電圧が 10 ～ 10,5 V になると、ランプが消え、HL1 LED が点灯します。 次に、電子安定器をバッテリーから外し、ランプ EL1 を付属品から取り外し、再び電子安定器に定格電圧を印加して、すぐにオシロスコープでいずれかのドレイン (ヒートシンク) でのパルスの存在を確認します。電界効果トランジスタ。 スイッチを入れてから 5 秒後にパルスが停止するはずです。 繰り返しのチェックは、コンデンサ C2 の自己放電後 (少なくとも XNUMX 分かかります)、またはこのコンデンサを強制的に放電することによってのみ実行できます。 ランプを取り付けると、デバイスはすぐに使用できるようになります。 この電子安定器は、輸入品を含め、電力が 20 W 以下のあらゆる蛍光灯で動作します。 一般に、インダクタL2のインダクタンスを変更するだけで十分です。 Ballast Designer での計算。 Ballast Designer CAD ソフトウェアを使用して、必要な値を見つけます。 発売後の最初の設計段階では、電源電圧「AC80～140V/DC300V」をご指定ください。 このオプションは、当社の電子安定器のランプの動作モードに最も近いものです。 21571 番目のステップでは、プログラムが提供するリストから、使用しているランプの種類またはそれに近い類似物を選択します。 XNUMX 番目のステップでは、提案されたコントローラー (IRXNUMX など) のいずれかを選択します。 私たちが関心のあるパラメータは、コントローラのタイプには依存しません。 XNUMX 番目のステップで「単一ランプ/電流モード加熱」ランプ スイッチング回路を指定し、最後 (XNUMX 番目のステップ) で「Design Ballast」コマンドを入力します。 プログラムによって得られた結果のうち、私たちは興味を持っています：
一般に、SI コンデンサの計算された静電容量は 0,01 μF のままであるため、インダクタ L2 のみを交換する必要があります。 磁気回路の半分間の非磁性ギャップは、ほとんどの場合 1 mm のままにすることができます。これは、中心コアのギャップ 2 mm に相当します。 このようなギャップがあると、点火の瞬間でもインダクタ磁気回路が飽和する可能性は低くなります。これは、ネットワークハーフブリッジと比較して変圧器電圧源の内部抵抗が増加するためです。 同じ SI コンデンサの静電容量を持つ 7 W の電力の TC-EL ランプ (これは既存の F6T5/54 ランプに最も近い類似物) で動作するように電子安定器を変換すると、インダクタ L2 のインダクタンスは次のように増加します。 3,7mH。 このランプの計算上の動作周波数は 34,8 kHz で、以前に確立された 0,6 kHz よりわずか 34,2 kHz 高いだけです。 コントローラの周波数設定回路は変更せず、インダクタの交換のみとすることにしました。 T1 変圧器で使用されているものと同様の磁気コア上に、PEV-170 2 ワイヤが 0,35 ターン巻かれています。 インダクタのインダクタンスを測定したところ、4,1 μH (計算値を上回りました) であることが判明しました。 ただし、電子安定器の操作性を確認する前に、チョークを巻き戻さないことが決定されました。 他のすべての電子安定器要素は変更せずにそのまま残されました。 テスト走行。 テストの起動により、ランプの効果的なウォーミングアップと信頼性の高い点火、故障をシミュレートする際の保護の明確な動作、および動作モードと公称モードのかなり良好な一致（偏差 - 10％以下）が示されました。 バッテリーの消費電流は約0,7Aなので、バッテリーが完全に放電する心配がなく、非常照明を一晩中点灯し続けることができます。 料金。 製造された電子安定器は、寸法 155x67,5x40 mm のフォイルグラスファイバーからはんだ付けされたケースに収納されており、バッテリーのスタンドとしても機能します。 著者：コセンコS.I.
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